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某重级工作制吊车梁设计与计算

【摘要】本文通过某重级工作制硬钩吊车吊车梁设计实例，介绍钢吊车梁

设计与计算的一般方法和内容，就如何通过影响线确定吊车梁最大弯矩进行了探

讨和分析，并总结了重级工作制吊车梁设计的注意事项。

【关键词】重级工作制；吊车梁；硬钩；强度；疲劳

一、概况

某钢铁冶金厂房为多跨单层排架结构，柱距24m，由于工艺需要布置多台大

吨位重级工作制硬钩桥式吊车。下面就以其中一跨为例，介绍该跨吊车梁的一般

设计方法，吊车资料如下表：

二、吊车梁形式

钢结构吊车梁系统通常由吊车（支承）梁、制动结构、辅助桁架以及支撑等

构件组成。吊车（支承）梁一般以吊车桁架、焊接工字型吊车梁或箱型吊车梁形

式为多见，又以焊接工字型吊车梁最为常见。由于其制作简单，结构受力性好，

因此本工程采用焊接工字型吊车梁形式。

三、吊车梁设计与计算

1、吊车荷载计算

吊车竖向荷载:Pk=480kN;P=μrQPk=1.1*1.4*480=739.2kN

吊车横向水平荷载:

按荷载规范计算荷载：

Hk=(94+120)*9.85*0.2/12=35.1kN;H=rQHk=1.4*35.1=49.2kN

按卡轨力计算荷载：

Hk=αPk=0.2*480=96kN;H=rQHk=1.4*96=134.4kN

其中μ为动力系数；rQ为荷载分项系数；α为卡轨力系数。

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2、跨中最大竖向弯矩点的确定和最大竖向弯矩计算

根据经验知道，简支型吊车梁在吊车轮压作用下，跨中最大弯矩位置（C点）

位于吊车车轮荷载作用点，同时该位置左右侧剪力变号。如下图所示，

RA=∑P(L-X-a)/L,跨中最大弯矩位置Mc=RAX-Mkc=∑P(L-X-a)X/L-Mkc；Mkc

为C点左侧梁上荷载P相对与C点的力矩和，为一与X无关常数。当Mc为极

大值时，根据极值条件=∑P(L-X-a)/L=0,解得X=(L-a)/2。

这表明，跨中最大弯矩位置C点与合力∑P对称于梁中心线。根据以上结论，

可以按以下方式找到一组集中荷载作用下的跨中最大弯矩C点位置:先求得该组

集中荷载合力点位置，并将合力点和其紧邻的集中荷载对称布置在梁中心线两侧

（如图1.1），求出支座反力；复核紧邻的集中荷载位置左右侧剪力是否变号，若

变号，即可确认该集中荷载位置为跨中最大弯矩C点位置；否则需要将合力中

心和下一个邻近的集中荷载对称布置在梁中心线两侧（如图1.2），继续复核直至

找到最终找出符合条件的集中荷载位置，最后根据弯矩影响线求出最大弯矩。该

方式计算时要保证该组集中荷载在找出的跨中最大弯矩C点对应的荷载布置全

部在梁跨范围内。一台吊车竖向荷载作用下最大弯矩C点、影响线、最大弯矩

求解如图2.1，梁竖向最大弯矩标准值Mck=12780.1kN.m。

当计算吊车梁及其连接承载力时，一般只考虑不多于两台吊车共同作用。由

于两台吊车左右紧邻布置时，车轮数量多，起重机宽度大，按上述方法该找出的

跨中最大弯矩对应的车轮布置荷载未全部在梁跨范围内时。移动吊车，使最外侧

车轮位于梁跨支座B位置，此时合力中心与假定的合力中心距离最近，该荷载

布置求出的最大弯矩为该荷载组合